Die Atmosphäre wird durch mehrere komplexe Prozesse erwärmt, aber die Quelle fast aller atmosphärischen Erwärmung ist die Sonne. Lokal kann die Luft durch Prozesse erwärmt werden, die nicht direkt von der Sonne abhängen, wie Vulkanausbrüche, Blitzeinschläge, Wald B. Brände oder menschliche Aktivitäten, wie Stromerzeugung und Schwerindustrie, aber diese Wärmequellen sind im Vergleich zu Solarenergie unbedeutend Strahlung.
Die Sonne
Die Sonne strahlt Energie in alle Richtungen in Form von Wärme, Licht und Strahlung ab. Diese Energie ist in der Lage, Objekte über unglaubliche Entfernungen zu erwärmen. Solare Erwärmung tritt auf, wenn Sonnenstrahlung auf ein Molekül eines Materials trifft und absorbiert wird. Sonnenstrahlung trifft auf reflektierende Materialien und reflektiert sie, ohne viel Wärme zu absorbieren. Transparente Materialien lassen die Sonnenstrahlung durch, ohne dass Wärme ausgetauscht wird.
Atmosphäre
Die Erdatmosphäre ist entweder reflektierend oder transparent, abhängig von der Wellenlänge der Strahlung, auf die sie trifft. Dadurch erhält die Atmosphäre nur wenig direkte Wärme durch die Sonneneinstrahlung. Sonnenenergie wird entweder in den Weltraum zurückreflektiert oder durchgelassen, ohne dass ihre Energie absorbiert wird. Mehr Energie wird von Wolken und chemischen Verbindungen wie Ozon reflektiert. Nur etwa 54 Prozent der Sonnenenergie passieren die Atmosphäre, um die Oberfläche zu erreichen.
Die Erde
Sobald die Sonnenstrahlung die Erdoberfläche erreicht, wird sie fast vollständig vom Boden und den Gewässern absorbiert. Nur etwa 4 Prozent werden in den Weltraum zurückreflektiert. Durch die Aufnahme von Sonnenenergie erwärmen sich diese Oberflächen. Warme Gegenstände beginnen, langwellige Infrarotstrahlung auszustrahlen. Ohne die Atmosphäre würde diese Energie in den Weltraum ausstrahlen.
Der Treibhauseffekt
Aufgrund der chemischen Zusammensetzung der Erdatmosphäre erreicht der größte Teil der von der warmen Oberfläche emittierten Infrarotstrahlung nie den Weltraum. Stattdessen wird die Strahlung von sogenannten Treibhausgasen reflektiert oder absorbiert. Wenn diese Verbindungen die Infrarotstrahlung von der Oberfläche absorbieren, erwärmt sich die Atmosphäre. Die zur Erde zurückreflektierte Energie erwärmt die Erdoberfläche weiter, wodurch die Erde mehr Infrarotstrahlung aussendet. Dadurch entsteht ein Kreislauf, der die Atmosphäre und die Oberfläche warm hält.
